大陆动力学是当代地学研究的前沿领域之一,其基本目标是探索大陆岩石圈的组成、结构、形成演化和动力学机制。目前看来,研究大陆深部结构、探索其深部动力学机制最有效的方法,是天然地震层析成像。日本东北地区位于欧亚大陆的东部边缘、环太平洋地震带西部,属于俯冲板块边界构造系统,而中国贺兰-川滇南北构造带是中国大陆内部一条典型的陆内构造带,同时也是非常重要的地震带,其北段(即贺兰-六盘-鄂尔多斯西缘构造带)位于欧亚大陆内部的中国大陆北方中部地区,属于大陆内部构造系统。因此,本论文选取这两个地区作为研究区,以板块构造观和大陆动力学探索为学术指导,利用天然地震层析成像方法,对研究区的地壳-上地幔顶部速度结构进行了反演。以此为基础,探讨深部结构与浅部构造、地震及火山活动的关系,并进一步对比大陆不同构造系统下,其深部结构与诱发大地震发生的因素以及深部动力学过程的异同点。本论文利用地震层析成像方法获得了日本东北地区速度结构的纵/横向不均一性和各向异性。结果显示,该区活火山下方下地壳和上地幔顶部内存在明显的低速、高泊松比异常区,并向下延伸至地幔楔中。2008年宫城-岩手地震主震及三次大的余震均发生在地震波速度及泊松比都发生显著、快速变化的区域,其下方下地壳和上地幔顶部内也存在明显的低速、高泊松比异常区。这些结果表明,日本东北地区的地震和火山活动,都与该区地壳及地幔楔中广泛发育的熔体和水密切相关,这些熔体和水的形成很可能是太平洋板块的俯冲、脱水作用以及板块驱动形成的地幔楔中的地幔对流所导致的。地壳中复杂的P波各向异性特征同样表明,该区地壳结构存在显著的不均一性。在约40km深度的上地幔顶部,研究区大部分区域P波快波方向与海沟近于垂直,它是A型橄榄石的变形及其沿地幔流动方向定向排列引起的,而这种变形和定向排列是太平洋板块的俯冲及其产生的地幔楔中板块驱动的地幔对流造成的。弧前地区P波的快波方向基本都与海沟近于平行,在橄榄石B型组构占主导地位的弧前地区,地震波快波方向通常垂直于地幔流动方向。贺兰-六盘-鄂尔多斯西缘构造带的地壳-上地幔顶部P波速度和各向异性特征显示,速度结构总体表现出南北分段、东西分带的特点。上地壳中多个高、低速异常区相间分布,是研究区内不同构造单元内显著变化的浅部地质特征导致的。下地壳中广泛存在明显的低速异常带,部分区域延伸至上地幔顶部内。结合该区较高的地表热流值和高电导率异常特征表明,该区下地壳中广泛存在热物质和流体,其很可能与青藏高原东北缘物质向北东／东方向的逐步扩展和运移以及局部上地幔物质上涌有关。地壳底部和上地幔顶部内存在一些明显的高速异常区,可能代表了一些古老块体的残片,如秦岭微板块和祁连地块。研究区内的大型断裂带在上地壳中主要分布于高、低速异常过渡带,其向下延伸至下地壳中广泛存在的低速异常带内,个别断裂带切穿下地壳低速层。这些特征表明,该区速度异常结构既受大型断裂带的控制,同时又对断裂带的分布和垂向延伸有叠加、改造作用。此外,该区内绝大多数历史大地震都发生于P波速度显著、快速变化的区域,且沿大型断裂带分布。其下方下地壳甚至上地幔顶部内存在明显的低速异常带,该特征表明,历史大地震下方存在的热物质和流体与地震的发生紧密相关。上地壳中复杂的P波各向异性结构,是研究区内不同构造单元内部发育不同方向的断裂构造所导致的。下地壳低速层内发育多组方向的P波快波方向,表明下地壳广泛存在塑性流变,且不同区域内流变方向不同。上地幔顶部整体的P波各向异性特征与下地壳中类似。但是,在一些明显的高速异常区内,其P波快波方向可能代表了上地幔顶部内残存的古老块体的原始“化石”各向异性特征。结合前人关于研究区及其邻区的S波分裂研究结果表明,研究区及其邻区的地壳和上地幔中可能存在“双层流动”,即下地壳流动和上地幔(软流圈)流动。通过对比发现,大陆不同构造系统,即俯冲板块边界构造系统和大陆内部构造系统,其深部动力学过程明显不同。位于大陆边缘的日本东北地区,其地壳-上地幔异常结构以及地震和火山活动都与太平洋板块的俯冲、脱水作用以及板块驱动形成的地幔楔中的地幔对流有关。而位于大陆内部的贺兰-六盘-鄂尔多斯西缘构造带,其复杂的地壳-上地幔顶部异常结构以及地震活动,是受早期构造控制,后期叠加青藏高原东北缘物质向北东／东方向的逐步扩展和运移以及局部上地幔物质上涌,是三者联合作用的结果。